炼焦炉限产或停产时的技术要求

炼焦炉限产或停产时的技术要求王晓琴（山西煤炭职业技术学院，太原030031)受国际金融危机的影响，钢铁企业出现了全面亏损和全面限产，焦炭市场也出现了前所未有的降价风潮，且由于炼焦煤价格与焦炭价格倒挂，焦化厂也全面亏损。为减少亏损程度，目前大部分焦化厂或停产或限产，以渡过焦炭市场的“寒冬”时期。在限产和停产时期，应对焦炉加强技术管理，为未来的焦炭市场的“春天”打好基础。焦炉限产即延长结焦时间。延长结焦时间和停产保温这两种方法在工艺上是不同的，具体区别为：延长结焦时间的焦炉仍在维持低负荷生产，平均温度一般保持在1200℃左右，以保证装煤后炉头砖最低温度在硅砖晶型转化点以上，避免炉头砖受到激烈的温度冲击而损坏。焦炉在停产保温阶段，由于不再进行装煤和推焦的操作，因此，焦炉的保持温度略低一些（平均温度约1050℃)，这时焦炉保温所需的加热煤气必须由外界供给。1延长结焦时间大中型焦炉的结焦时间在20～22h下进行低负荷生产，称为延长结焦时间状态下生产。在此阶段，生产工艺的主要特点是焦炭成熟后仍在炭化室中停留一段时间，然后出焦。结焦时间愈长，焦炭成熟后在炭化室中的停留时间就愈长。在一个周转时间内，20～22h前是成熟过程，而20～22h后则是保温过程。因此保温期间在工艺管理上，针对不同于正常结焦时间阶段应有技术上的要求。1.1最长结焦时间所谓最长结焦时间，是对焦炉本身而言可以达到的最长结焦时间。如果加热煤气由外界供给，则结焦时间的延长幅度可以认为不受限制。如果用本焦炉发生的煤气供热，则最长结焦时间要受到本焦炉煤气发生量的限制。计算表明，当大中型焦炉的生产能力降低至设计能力的10％时，仍可以满足上述条件。但是，由于炭化室中的石墨已被烧掉，荒煤气的漏失量增加，因此，从安全角度考虑，生产能力以大型焦炉不低于15％为宜，中型焦炉以不低于20％为宜。大型焦炉最长的结焦时间约为100h，中型焦炉约为80h。1.2炉温控制(1)标准温度的确定。结焦时间延长至25h以下时，炉温应基本保持不变。标准温度应控制在1200℃，不得低于1150℃。结焦时间延长以后，由于炭化室硅砖积蓄的热量减少和供热强度降低以及结焦时间的后期保温的影响，而使直行温度波动的幅度较大，其波动的幅度随结焦时间的延长而增大。(2)横排温度与炉头温度的调节。随着结焦时间的延长，大型焦炉的结焦时间在20～24h时，横排曲线开始变形，且随着炉体表面单位时间散失的热量越大，炉头火道散失热量的比例也不断地增加。结焦时间延长到30h左右时，炉头温度急剧下降，横排曲线变成“馒头”状。正常的结焦时间下，焦炉散失的热量约占炼焦耗热量的10%，随着结焦时间的延长，焦炉散失热量占炼焦耗热量的百分比会相应增加。炉头火道的供热量和其余火道相比，一般要多供应30%～40％的热量。因此，调整横排温度的主要方法是增加炉头的供热量，以满足炉头火道不断增加的散热损失。一般情况下，炉头温度保持不低于1050℃。延长结焦时间后，空气过剩系数不可过小，一般不小于1.3，甚至在2.0以上，这样有利于改变小烟道温度的降低趋势。炉体温度降低引起的炉体收缩，导致砌体产生裂纹，因此特别应加强砌体的喷补工作。1.3煤气主管压力的控制如果用焦炉自产的煤气加热焦炉，由于结焦时间延长，会遇到煤气压力降低的情况。此时可采取更换原截面积30%～40％的小孔板的方法，使煤气压力保持在500～1500Pa的范围内。当结焦时间很长，而煤气压力很低时，还可采用笺号管理方法，即向成焦阶段的炉号供应足够的煤气，而对在保温阶段的炉号少供煤气。但是，这种方法在管理上很复杂，应做好识别和监督记录，避免造成高温和低温事故。1.4集气管压力与温度的控制结焦时间延长以后，由于产生的煤气量少，出炉间隔时间较长，致使集气管压力较低，且波动较大。此时使用鼓风冷凝系统的大循环管可以有效保持集气管的压力，并在装煤前后及时调整大循环管中的循环煤气量，以保持集气管压力的稳定，此期间集气管与鼓风机操作工之间应加强联系。每炉操作时间不宜过长，以免损坏炉体的严密性。还应均匀出焦，使产生的煤气量均匀，便于保持集气管压力。2停产保温焦炉的停产保温亦即焖炉保温。焦炉在焖炉保温阶段，停止焦炭和煤气生产，停产保温所需煤气必须由外界供给，而且，集气管压力降低到难以维持正常的压力。在焖炉保温阶段，要从温度制度、压力制度、炉体密封、铁件管理等几方面考虑，控制炉温在硅的砖晶体转化点以上，以免产生较大的收缩，要严密各处的漏缝，以免空气窜入炉体内部降低炉温，损坏砌体。2.1荒煤气系统的管理(1)吸气管堵盲板。对停产保温的焦炉，一般采用在П型管上堵盲板，使荒煤气系统与鼓风机切断。带焦保温时，当装完最后一炉煤后，随着结焦时间的进行，荒煤气发生量不断减少，到一定时间后（约结焦时间的2/3)，在采用一些措施（如关小闸阀、开大循环管、蒸汽冲压）无法维持集气管的压力前，必须堵上吸气管盲板。此后产生的荒煤气必须放散烧掉。在最后一炉焦炭成熟后，将上升管翻板关闭，并用铁丝捆住，再用蒸汽将集气管中的残余煤气进行吹扫。为避免氨水倒流，在保温期间要定期活动翻板。空炉保温时，要推空所有炭化室的焦炭。当推焦炭化室相邻一侧或两侧已经是空炉时，要特别注意焦炭要熟透，查明有收缩缝后才能推，以免损坏炉墙。堵盲板时一定要停鼓风机，且集气管要维持在20～30Pa的正压，以免吸入空气形成爆炸性气体。(2)减小氨水的喷洒量。保温期间维持最低限度的氨水喷洒量，达到集气管中的焦油不凝固即可。因此，通常将集气管中的氨水喷洒全部关闭，大量减少上升管翻板处的氨水喷洒量，达到满流密封的程度即可，也可定期喷洒。为保证氨水闭路循环，应在吸气管的堵盲板处设置氨水交通管，以便排除氨水。(3)集气管压力的管理。随着结焦时间的延长，继续增大鼓风机大循环管的煤气循环量，维持集气管的正常压力。而在吸气管堵上盲板后的保温期间，集气管的压力变得很低，一般可采用蒸汽冲压的方法保证正压。采用蒸汽冲压后，集气管压力可达30～50Pa，此时炭化室底部压力为20～30Pa。新焦炉可以考虑煤气冲压的方法，但注意加强监督，以免产生爆炸和烧坏炉体。2.2炉温管理在保温阶段仍需给煤气加热，以便保持炉体的温度。其温度保持在能保证煤气进入立火道后立即燃烧即可，一般炉头温度以不低于850℃为宜。横排温度的控制方法和延长结焦时间阶段的控制方法基本相同，为提高炉头温度，需更多的煤气供应炉头火道。下喷式焦炉为提高炉头温度，可将中部喷嘴（或小孔板）减小至原面积的10％左右。大型焦炉保温所需煤气量约为正常结焦时的15%～20%。2.3炉体的严密工作在停产保温阶段，焦炉温度比正常生产阶段低很多。由于炉温降低，炉体收缩，在炉体表面和内部产生裂缝，冷空气通过裂缝进入炉体而使硅砖产生龟裂和剥蚀，从而削弱了炉体的严密性和强度。焦炉重新投产时，产生的荒煤气就会从裂缝窜入立火道而造成局部高温，甚至烧熔砌体。因此，在停产保温期间，要对炉体表面裂缝不断地进行密封工作，防止冷空气进入炉内。这些部位包括：炉框和炉门刀边处，采取喷浆的方法；上升管盖和根部及桥管的接头处、装煤口盖及砖座间、小炉头部位、斜道正面以及蓄热室封墙等部位可用粘土火泥进行密封；焦炉重新投产时，要对每个炭化室进行热修，以消除裂缝。2.4护炉铁件管理由于保温时炉顶温度增高，所以此阶段应将装煤口和上升管根部的拉条沟扒开，使拉条充分散热，这时大弹簧的负荷要比正常大0.5～1.0吨左右。3结语延长结焦时间和停产保温属于焦炉的特殊操作阶段，在此期间，由于焦炉生产的正常秩序被破坏，使其温度制度和压力制度也必然受到影响，实践证明，只要处理好以上各个环节，焦炉寿命可以基本不受影响。